Az adaptív futómű működése és előnyei
Az adaptív futómű egy olyan gépjármű-felfüggesztés, amely képes alkalmazkodni a megváltozott útviszonyokhoz vagy a sofőr igényeihez. Több mint 30 éve, hogy a Formula-1-ben először vetették be a teljesen aktív felfüggesztést, melyet nagy sikerrel alkalmazott a Williams-Renault csapata - és amit aztán be is tiltottak a Száguldó Cirkuszban.
Az aktív felfüggesztések két osztályba sorolhatók: valódi aktív felfüggesztések és adaptív vagy félaktív felfüggesztések. Egy fedélzeti számítógép érzékeli a karosszéria mozgását az érzékelőktől a járműben, és ezen adatok felhasználásával szabályozza az aktív és félaktív felfüggesztések működését.
Az új Tiguan. DCC adaptív futómű-szabályzással és 4MOTION összkerékhajtással.
Az adaptív futómű előnyei
Az adaptív futómű központi elemei az elektromos lengéscsillapítók, amelyek az elektronikus vezérlőegység utasításai alapján a gépjármű sebességének és az útfelület állapotának függvényében változtatják a lengéscsillapítás-karakterisztikájukat. Ezáltal az elektromos lengéscsillapítók lényegesen javítják a vezetési élményt, egyúttal pedig nagyobb menetkomfortot nyújtanak.
Továbbá képesek a megváltozott út- és terepviszonyokhoz való igazodásra is, illetve alkalmazkodnak a megnövekedett terheléshez is, például akkor, amikor több utast vagy csomagot szállítunk. De akár a hangulatunk függvényében is megváltoztathatjuk a futómű csillapításának mértékét: a műszerfalon vagy középkonzolon elhelyezett kapcsoló segítségével változtathatunk a sportos és komfortos állások között - ahogy épp kedvünk tartja.
Ráadásul olyan, veszélyes helyzetekben is számíthatunk rájuk, mint egy hirtelen kikerülési manőver vagy épp vészfékezés: ilyenkor a vezérlőelektronika gyors reakciójának köszönhetően az adaptív lengéscsillapítók képesek az autó stabilizálására. Ahhoz, hogy a vezérlőegység pontosan „képben legyen”, több szenzor adataira támaszkodik: többek között a kerékfordulatszám, a gyorsulás mértéke, a karosszéria magassága, a pillangószelep helyzete vagy épp a kormánykerék állása is befolyásolja, hogy hogyan dönt az elektronika.
ACC használata Suzuki modellekben
Természetesen az elektromos lengéscsillapítók egy komplex rendszer részeként működnek a leghatékonyabban. A már említett veszélyhelyzet során például a gépjármű nemcsak a lengéscsillapítókat szabályozza, de szükség esetén bekapcsolja a blokkolásgátlót vagy a menetstabilizátort, változtat a motorteljesítményen vagy a kormányzás rásegítésén.
A kényelmi és biztonsági előnyei miatt napjainkban egyre népszerűbbek az elektromos lengéscsillapítók, mára ott tartunk, hogy egy alsó-középkategóriás típusban (például a Skoda Octavia 3. generációja) is elérhető a technológia. Sőt, a közép- és felső kategóriában egyenesen megszokottnak számít. De ne gondoljuk, hogy adaptív futóművet csak új vagy nagyon fiatal használt autókban találunk: a Mercedes C-osztályának előző, W204-es generációjában, vagy épp a Volvo S60-as első generációjában is elérhető volt ez az extra, ezek az autók pedig nemritkán 10-15 évesek.
Egy valamire természetesen figyelni kell: mivel ezek a lengéscsillapítók felépítésüket tekintve bonyolultabbak a hagyományos modelleknél, ezért a javításuknál kiemelt figyelmet kell szentelni annak, hogy csak olyan alkatrészt építsenek be a műhelyben, ami a gyári alkatrész tulajdonságait hozza. Ilyenkor két lehetőség van: vagy gyári vagy gyári beszállítótól származó utángyártott alkatrészt választunk.
A futómű a gépkocsi és az útfelület között létesít kapcsolatot, melynek egyik fontos eleme a lengéscsillapító. A gépkocsira ható külső erők és nyomatékainak hatását a gumiabroncsok felfekvő felületei és az útfelület között ébredő reakcióerők adják át az útfelületnek. Ebben a feladatban fontos szeret játszanak a lengéscsillapítók.
Menet közben az útegyenetlenségek által a kerekeknél gerjesztett periodikus lengő mozgás energiáját lengéscsillapító alakítja át hőenergiává. Ennek köszönhetően a kerékterhelés dinamikus változása gyorsabban lecseng, egyenletesebb lehet a gumiabroncs és a kerekek között az útfelület síkjában átvihető erő.
Az adaptív futómű képes alkalmazkodni az útviszonyokhoz.
Az adaptív futómű típusai
Az elsőként bevezetett aktív felfüggesztések külön működtetőket használnak, amelyek független erőt tudnak kifejteni a felfüggesztésre a menettulajdonságok javítása érdekében. Ennek a kialakításnak a hátrányai a magas költségek, a berendezés bonyolultsága és tömege, valamint a gyakori karbantartás szükségessége egyes megvalósításoknál.
A hidraulikusan működtetett felfüggesztések vezérlése hidraulika segítségével történik. Az első példa 1954-ben jelent meg, a hidropneumatikus felfüggesztéssel, amelyet Paul Magès fejlesztett ki a Citroënnél. A hidraulikus nyomást egy nagynyomású radiáldugattyús hidraulikus szivattyú biztosítja. Az érzékelők folyamatosan figyelik a karosszéria mozgását és a jármű menetszintjét, folyamatosan új adatokkal látják el a hidraulikus magasság-korrektorokat.
Az F1-es debütálás után az 1999-es Mercedes-Benz CL-osztály (C215) bevezette az Active Body Control-t, ahol a nagynyomású hidraulikus szervókat elektronikus számítástechnika vezérli, és ez a funkció továbbra is elérhető.
Az elektromágneses aktív felfüggesztés lineáris elektromágneses motorokat használ minden kerékhez. Rendkívül gyors reagálást biztosít, és lehetővé teszi az elfogyasztott teljesítmény regenerálását a motorok generátorként történő használatával.
Az adaptív vagy félaktív rendszerek csak a lengéscsillapító viszkózus csillapítási együtthatóját tudják megváltoztatni, és nem adnak energiát a felfüggesztési rendszerhez. Ez a típus a félaktív felfüggesztések leggazdaságosabb és legalapvetőbb típusa. Ezek egy mágnesszelepből állnak, amely megváltoztatja a hidraulikus közeg áramlását a lengéscsillapítóban, ezáltal megváltoztatja a felfüggesztés csillapítási jellemzőit.
Egy másik meglehetősen új módszer a MagneRide márkanévvel ellátott magnetorheológiai lengéscsillapítókat tartalmazza. A lengéscsillapító folyadék fémrészecskéket tartalmaz. A fedélzeti számítógépen keresztül a lengéscsillapítók megfelelőségi jellemzőit elektromágnes szabályozza. Lényegében a csillapító mágneses áramkörébe áramló áram növelése növeli az áramkör mágneses fluxusát.
Adaptív M futómű
A BMW kínálatában az adaptív M futómű lehetővé teszi a vezetési stílushoz és az útviszonyokhoz való alkalmazkodást. A műszerfalon található vezetésiélmény-kapcsolóval a futómű alapbeállításait minden helyzetben a saját vezetési stílusához igazíthatja. Ez nemcsak fokozza a vezetési élményt, de növeli a kontrollt is egyenetlen utakon.
Az adaptív M futómű elektronikus vezérlésű lengéscsillapítókkal működik. A csillapítóerőt az elektromágneses vezérlésű szelepek fokozatmentesen állítják. Ha a szelepek nyitva vannak, több olaj folyik az egyik csillapítóhengerből a másikba, csökken a csillapítás. Ez lehetővé teszi, hogy a felfüggesztés jobban kompenzálja az egyenetlenségeket, és növeli a menetkomfortot. Ha a szelepek zárva vannak, a csillapítás feszesebb és a kezelhetőség közvetlenebb. A sportosabb pillanatokért sima utakon. A rendszer mindegyik lengéscsillapítót egyenként, egymástól függetlenül szabályozza. Az érzékelők mérik a karosszéria mozgását, az útpálya állapotát és a vezetési stílust.
Adaptív M futómű a BMW-ben.
ZF Sachs CDC (Continuous Damping Control)
A ZF Sachs elektronikusan szabályozott lengéscsillapító rendszerét 1997-ben mutatták be. Először az Audi A8-ba, ezt követően a Ferrari Maranello-ba építették be. A közelmúltban megjelent már a középosztályban is és 2004-től a kompakt osztályban is találkozhatunk vele. Például az Opel több típusában is alkalmazzák, mint extra tartozékot. Normál körülmények között növeli a komfortot, veszélyes helyzetekben pedig a biztonságot.
A CDC előnye a hagyományos lengéscsillapítóval szemben, hogy nem csak egy előre definiált csillapítási jelleggörbéje van, mely macskaköves úton, lassú menetben is ugyanazt a csillapítást adja, mint gyorsan haladva kanyarodáskor. A CDC minden menethelyzetben a legmegfelelőbb csillapítást állítja be. Ez elektronikusan szabályozható arányos működésű elektromágneses szeleppel válik lehetővé. Ez a lengéscsillapító csőben az olaj áramlását kisebb, vagy nagyobb értékre állítja be.
A CDC képes kifogástalan együttműködésre az ESP rendszerrel. Ez a CAN hálózat révén valósulhat meg. Amikor például az ESP aktívvá válik és kormányzási beavatkozással, vagy az egyik kerék fékezésével, és ezzel párhuzamosan a motor nyomatékának csökkentésével stabilizálja a gépkocsit, a CAN hálózaton keresztül utasítást ad a CDC elektronikának és az keményebbre állítja a lengéscsillapítót annál a keréknél, amelyiknél ez szükségessé válik. Így a két elektronikus rendszer támogatja egymás hatását.
PDC (Pneumatic Damping Control)
A légrugóval szerelt gépkocsiknál alkalmazzák a PDC (Pneumatic Damping Control) lengéscsillapítókat. A csillapító erő egy hidraulikus szelep segítségével változtatható. A légrugó pillanatnyi nyomása a mindenkori tengelyterheléssel arányos. Ezt a nyomást használják fel a csillapítási karakterisztika beállítására egy fojtó furaton keresztül. A PDC szelepet közvetlenül a lengéscsillapítóra szerelik fel. Kis légrugó nyomásnál a PDC szelep nyitott kicsi lesz az áramlási ellenállás és a csillapítás is, mert a nyitott szelepen keresztül az olaj egy része meg tudja kerülni a dugattyúba szerelt szelepeket.
Összefoglalás
Az adaptív futóművek jelentős mértékben javítják a gépkocsik úttartását és vezetési tulajdonságait anélkül, hogy bonyolult megoldásokkal növelnék a tömeget. A különleges lengéscsillapítóval megvalósított, elektronikusan szabályozott kerék-felfüggesztési rendszer hatékonyan megvalósítja a kompromisszumot a komfortos és a biztonságos futómű között.
A változtatható csillapítás lehetővé teszi a gépkocsi úttartási és vezetési jellemzőinek optimális értéken tartását. Ennél a rendszernél szoftveresen állítható a csillapítási tényező. A kanyarban egymástól függetlenül akár minden keréknél is más lehet a lengéscsillapítók keménysége.
| Típus | Működési elv | Előnyök | Hátrányok |
|---|---|---|---|
| Hidraulikus | Hidraulikus nyomás szabályozása | Jó komfort, megbízhatóság | Bonyolult rendszer, karbantartásigényes |
| Elektromágneses | Lineáris elektromágneses motorok | Gyors reagálás, energia-visszanyerés | Magas költség, komplexitás |
| Félaktív | Lengéscsillapító viszkózitásának változtatása | Gazdaságos, egyszerű | Korlátozott szabályozási lehetőség |
| MagneRide | Magnetorheológiai folyadék | Gyors reagálás, finomhangolás | Magas költség |